谈谈苹果芯片所用的SIP封装技术
SiP技术的先天条件。就以半导体产业结构来分析,分布领域广泛且完整,使台湾半导体业者具有上中下游合作的基础条件。
尤其对封装业者来说,以技术为主的封装厂可与IC设计厂紧密合作,以领先的封装技术来满足IC设计业者对产品的各种设计需求;也可与记忆体厂乃至晶圆代工厂技术合作,发展SiP异质整合。
而对于专注在测试为主的后段测试厂而言,SiP对芯片功能检测与多芯片测试的需求增加,也将带给部分专业测试厂切入机会,专业测试厂可积极争取与封装厂或晶圆代工厂垂直分工,以分食SiP所带来的庞大商机。
不仅如此,台湾在IC基板厂商近年来开始走向类半导体领域,发展SiP所需的积体电路内埋基板,提供相关材料。而在模组设计与系统整合方面,更是有鸿海等EMS大厂可进行相关支援。因此,在整体产业链结构完整的优势下,台湾厂商具有发展SiP技术的先天条件。
目前在高阶封装技术仍保有领先地位的台厂,若能再强化厂商间合作与善用优势,则台湾厂商在SiP领域将可维持技术领先并拥有更多发展商机。
IC基板厂投入SiP领域
由于封装厂商积极发展SiP技术,因此吸引部分IC基板厂商开始聚焦SiP所带来的潜在商机。IC基板埋入主被动组件而成为SiP基板,在更薄的载板空间内埋入IC,亦逐渐成为发展趋势。未来,在行动装置、穿戴式与物联网等应用下,SiP基板预料将为IC基板厂商带来另一波成长动能。
在国外厂商部分,除日商TDK发展积体电路内埋式基板,并与日月光结盟,共同朝SiP领域迈进之外;另一家日系大厂Ibiden、韩厂Semco以及奥地利厂商AT&S等,也都积极投入发展SiP所需的IC基板。
国内其他IC基板大厂也陆续展开布局,其中南电发展的系统级封装产品已导入量产,主要应用于手机和网通产品,并积极开发中国大陆IC设计与封装客户。
另一间IC基板大厂景硕的SiP产品所占营收比重在2015年已经超过一成,包括应用于功率放大器、NAND Flash与网通等产品,并与国内封装大厂建立供应链关系,同时也是美系客户供应商。而欣兴电子也积极开发新原料与新制程,以作为系统级封装基板的技术基础。
SiP技术不但是诸多封装厂发展的目标,也吸引部分EMS厂商与IC基板厂商投入。
近年来,部分晶圆代工厂也在客户一次购足的服务需求下(Turnkey Service),开始扩展业务至下游封装端,以发展SiP等先进封装技术来打造一条龙服务模式,满足上游IC设计厂或系统厂。
然而,晶圆代工厂发展SiP等先进封装技术,与现有封装厂商间将形成微妙的竞合关系。首先,晶圆代工厂基于晶圆制程优势,拥有发展晶圆级封装技术的基本条件,跨入门槛并不甚高。
因此,晶圆代工厂可依产品应用趋势与上游客户需求,在完成晶圆代工相关制程后,持续朝晶圆级封装等后段领域迈进,以完成客户整体需求目标。这对现有封装厂商来说,可能形成一定程度的竞争。
由于封装厂几乎难以向上游跨足晶圆代工领域,而晶圆代工厂却能基于制程技术优势跨足下游封装代工,尤其是在高阶SiP领域方面;因此,晶圆代工厂跨入SiP封装业务,将与封装厂从单纯上下游合作关系,转向微妙的竞合关系。
以晶圆代工龙头台积电量产在即的整合扇出型封装(InFO)技术来说,2016年将可量产应用于行动装置产品,再搭配前端晶圆代工先进制程,打造出一条龙的服务。
InFO架构是以逻辑芯片与记忆体芯片进行整合,亦属于SiP范畴,与过去TSV 2.5D IC技术层级的CoWoS技术相比,其亮点是无需硅中介层,因此成本更低,更轻薄且散热程度更好。
目前台积电跨入SiP业务多为因应客户需求,是否对于封装厂形成抢单效应,值得后续关注。不过,封装厂面临晶圆代工厂可能带来的竞争,并非完全处于劣势而毫无机会。
封装厂一方面可朝差异化发展以区隔市场,另一方面也可选择与晶圆代工厂进行技术合作,或是以技术授权等方式,搭配封装厂庞大的产能基础进行接单量产,共同扩大市场。此外,晶圆代工厂所发展的高阶异质封装,其部份制程步骤仍须专业封装厂以现有技术协助完成,因此双方仍有合作立基点。
庞大的市场规模
全球终端电子产品的发展不断地朝向轻薄短小、多功能、低功耗等趋势迈进,对于空间节省、功能提升,以及功耗降低的要求越来越高,SiP的成长潜力也越来越大。2015年Apple Watch等穿戴式产品问世后,SiP技术扩及应用到穿戴式产品。
虽然,目前穿戴式产品的市场规模尚难与智能手机匹敌,但未来穿戴式产品预期仍将呈现成长,为SiP带来成长动能。
此外,物联网即将逐渐普及之际,在万物联网的趋势下,必然会串联组合各种行动装置、穿戴装置、智能交通、智能医疗,以及智能家庭(图2)等网路,多功能异质芯片
- 基于射频技术的穿戴式医疗仪器的设计(03-23)